0.4、HashMap——从hashCode() 到哈希表

最新推荐文章于 2025-07-12 11:43:04 发布

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#hashCode() #哈希表 #HashMap

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本文详细探讨了hashCode()方法在Java中的作用与约定，重点分析了其在HashMap中的实现与应用，包括hashCode()的覆盖、equals()方法的重写及二者的关系，揭示了hashCode()在哈希表定位中的关键角色。

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前言

体能状态先于精神状态，习惯先于决心，聚焦先于喜好.

本文代码基于 JDK1.8

没有特殊声明,本文所展示的源码基于 JDK1.8

JDK 中的 hashCode()

在 java.lang.Object.hashCode(); 方法的注释中我们可以了解到 hashCode()方法是Object 类中到一个基本方法,而且其是一个 native 方法.
返回一个 int 类型到值.

public native int hashCode();

hashCode() 基本约定

java.lang.Object.hashCode() 注释的总结如下:

hashCode()方法返回一个int类型
对于同一个应用中的同一个对象,hashCode()多次调用的返回值总是一样的
对于同一个应用中的两个对象,如果 equals()结果相等,hashCode()结果必须相等
对于不同应用中的两个对象,hashCode()结果可以相同也可以不相等,但是出于性能考虑,hashCode()应该尽可能不同,但是注意不能违背第3点

hashCode() 的覆盖重写

基于对 hashCode() 基本约定的遵守,由于是为了更好的满足第4点,JDK 中很多的基础类都对 hashCode() 方法进行了从写
比如下面列举 java.lang.String 中对 hashCode() 方法的重写

/**
* 可以看到 String 类型的 hashCode 是基于String 内容 //hash默认的 "字符串".toCharArray();
*/
public int hashCode() {
	  //hash默认为0
      int h = hash;
      if (h == 0 && value.length > 0) {
      //value="字符串".toCharArray();
          char val[] = value;

          for (int i = 0; i < value.length; i++) {
              h = 31 * h + val[i];
          }
          hash = h;
      }
      return h;
  }

hashCode() 不可用于比较两个对象是否相等

上面已经说了,对于两个不同的对象,其hashCode()可能相等,也可能不相等,所以不可以通过 hashCode()来判断两个对象是否相等,不要从语义上这样用

HashMap 对哈希表的实现基于链表法

哈希表

散列表（Hash table，也叫哈希表），是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。
HashMap 是对哈希表对一种实现
hashCode() 是hashMap 中的初步的散列函数-HashMap对这个函数进行了进一步的封装，用于确定元素在哈希表中的定位。

HashMap 链表法实现哈希表

HashMap 对哈希表的实现基于链表法,在JDK1.8后,链表在满足一定条件后会被转化为红黑树
HashMap 对象是由数组加链表组成的,那么一个键值对放到这个 HashMap 对象的数组中,还是链表中呢?
这里就体现 hashCode() 的作用了,HashMap 使用与运算定位到了这个键值对在数组中的位置

hashCode() 用于数组中的定位

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) { 方法中的代码片段

//n为数组长度
//hash 为 hash 值
tab[i = (n - 1) & hash]

HashMap 对 hashCode()进行了封装

/**
* 本方法为向 HashMap 对象新增键值对
* hash(key)用于计算 key对应对hash值
*/
public V put(K key, V value) {
      return putVal(hash(key), key, value, false, true);
   }

/**
* key.hashCode() 调用的是对象自己的 hashCode()方法
* 本方法进行二次封装
*/
static final int hash(Object key) {
      int h;
      return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
  }

重写 equals() 方法时一定要重写 hashCode()

根据上面提到的 hashCode()的基本规定,如果对 equals()方法进行了从写,而没有对 hashCode()方法进行重新,可能会造成 equals()方法判断两个对象相等,而两个对象得到对hashCode()值不相等,hashCode()用于哈希表的初次定位
一般来说,我们自己写的类都默认继承了 Object ,下面展示一下 Object 类中 hashCode() 的代码逻辑和equals()方法的代码逻辑

Object.hashCode()

public native int hashCode();

Object.equals(Object obj)

可以看到,内部使用的是 == 判断,即只有两个对象内存地址相同时,才会判断相等

 public boolean equals(Object obj) {
      return (this == obj);
   }

== 和 equals 的关系和区别

在Object.equals(Object obj) 的方法中已经可以看到,Object的equals方法内部使用了 == 来判断两个对象是否相等
这种情况下,只有两个对象在内存中的地址一样时,才会返回true
如果你自己覆盖从写 equals 方法,可能会按照内容,而不是对象地址,所以相当于 equals 方法给了我们自主判断两个对象是否相等的能力
比如我们看下 String 类 equals 的代码:地址相同或者两个字符串对象的每一位相同,都可以认为 equals 相同

 public boolean equals(Object anObject) {
 	//如果内存地址相同,返回true
     if (this == anObject) {
         return true;
     }
     //必须是 String 类型
     if (anObject instanceof String) {
         String anotherString = (String)anObject;
         int n = value.length;
         if (n == anotherString.value.length) {
             char v1[] = value;
             char v2[] = anotherString.value;
             int i = 0;
             //如果字符串的每一位都相同,则为true
             while (n-- != 0) {
                 if (v1[i] != v2[i])
                     return false;
                 i++;
             }
             return true;
         }
     }
     return false;
 }

equals 重写一定要同时重写 hashCode()方法

重写 equals 方法是为了按照程序员自己的逻辑判断两个对象是否相等,而不是别的目的
两个相等的对象就是一个对象,在向HashMap中添加的时候,这两个对象作为key相当于同一个key,或者说,它们只应被添加一次
如果没有重写 hashCode() ,就有可能,两个对象 hashCode() 结果不同,从而导致被分配到HashMap 的数组的不同位置中-一个一摸一样的key被添加到HashMap 两次,这就是写出bug了

HashMap添加新元素:hashCode()只是一个开始

HashMap 实现的哈希表是数组加链表
但是两个不同对象得到相同的 hashCode()值,所以当两个对象定位到数组的同一个位置时,第一个会被保存到数组,第二个会被保存到数组该位置的链表上,即数组中节点的next指向一个新节点,用以保存第二个对象

在这里插入图片描述

小饼干:一个不同对象相同hashCode 的例子

“Aa”.hashCode() 和 “BB”.hashCode() 的值都是 2112

/**
* 一个 不同对象 相同hashCode 的例子
 * 可以用于 debug 跟踪代码时使用
 * */
@Test
public void testHashCode() {
	System.out.println("Aa".hashCode());//2112
	System.out.println("BB".hashCode());//2112
}

参考链接

[1]、https://blog.youkuaiyun.com/zj15527620802/article/details/88547914
[2]、https://blog.youkuaiyun.com/wangxing233/article/details/79452946
[3]、https://www.cnblogs.com/xinzhao/p/5644175.html